Đề tài Ứng dụng phần mềm Automation Studio 50 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III

LỜI NÓI ĐẦU Qua một thời gian, sau khi hoàn thành các chương trình về đại cương và chuyên ngành. Đến nay mỗi sinh viên chúng em được nhận đồ án tốt nghiệp. Đây là một dung quan trọng nhất mà mỗi sinh viên cần phải hoàn thành để được công nhận tốt nghiệp. Sau năm năm học chúng em có thể coi là một đợt tổng duyệt để tạo điều kiện mỗi người tự tổng hợp, vận dụng các vấn đề về lý thuyết cũng như thực tế để làm quen với công việc mà sau này bước vào đời sau khi rời ghế nhà trường. Với đồ án này, đề tài có tên: “Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 – III”. Đây là đề tài được kết hợp giữa việc khảo sát hệ thống thuỷ lực trên máy công trình và giới thiệu phần mềm Automation Studio 5.0 vào trong quá trình thiết kế hệ thống và mô phỏng cả quá trình điều khiển của máy trong hệ thống truyền động thuỷ lực. Máy khoan ECM660 – III là một trong những thiết bị không thể thiếu trong các công trình xây dựng và khai thác. So với các loại máy khác thì máy khoan ECM660 – III có hệ thống truyền động thuỷ lực nên có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác, nó có khả năng tự động hoá quá trình điều khiển. Từ đó nó có thể nâng cao năng suất làm việc đem lại hiệu quả kinh tế khi sử dụng. Khi thực hiện đồ án này, bản thân em cũng đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu một cách nghiêm túc và mong muốn là đồ án đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên vì bản thân còn ít kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu sót. Một lần nữa Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tụy truyền đạt các kiến thức quý báu cho Em. Đặc biệt, em xin gởi lời biết ơn đến thầy Nguyễn Văn Đông, đã quan tâm giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc và em xin cảm ơn tất cả các thầy trong bộ môn ôtô và máy công trình, thuỷ khí và máy thuỷ khí đã đóng góp ý kiến để tạo điều kiện thuận lợi cho bản thân em hoàn thành. Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực hiện Phạm Minh Mận 1. Tổng quan. 1.1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài. Hiện nay, có rất nhiều loại hệ thống truyền động được sử dụng điều khiển các loại máy công nghiệp trong các lĩnh vực khác nhau như truyền động cơ khí, truyền động điện, truyền động thuỷ lực, truyền động khí nén, truyền động kết hợp... Trong đó, hệ thống truyền động thủy lực là hệ thống điều khiển phổ biến, nhất là trong giao thông vận tải, công nghiệp nặng, thiết bị chuyên dùng... Đối với hệ thống truyền động thuỷ lực, ta có thể nhận thấy song hành với quá trình phát triển kinh tế của đất nước. Đặc biệt là quá trình cải tiến, phát triển không ngừng của hệ thống thuỷ lực trong công nghiệp nặng và các hoạt động sản suất hiện nay. Tầm quan trọng của hệ thống này trên ô tô và máy công trình là một trong những hệ thống không thể thiếu, trong lĩnh vực này quá trình điều khiển truyền động thuỷ lực được áp dụng rộng rãi như: Điều khiển cơ cấu duy chuyển, trợ lực lái, dẫn động phanh, điều khiển cơ cấu chấp hành…. Hệ thống truyền động thuỷ lực được cải tiến, phát triển theo xu hướng ngày càng hoạt động chính xác hơn, tin cậy hơn, tiết kiệm hơn, thuận lợi cho người sử dụng, tự động hoá quá trình điều khiển ở các chế độ (nâng, hạ, gập dũi hay kéo dài cơ cấu công tác, duy chuyển,...), quá trình làm việc tốt hơn, năng suất cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường,...Và từ những ưu điểm về kết cấu với các thao tác của nó, cũng như khả năng sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình sử dụng vào các công trình xây dựng cơ bản. Trong thời đại ngày nay, việc thiết kế, mô phỏng quá trình điều khiển của hệ thống truyền động thuỷ lực được cải tiến do sự bùng nổ công nghệ tin học. Việc xây dựng, thiết kế đó đã rút ngắn đáng kể thời gian thử nghiệm, đánh giá các kết quả làm việc của hệ thống. Từ việc làm quen dần của người kỹ sư tới việc áp dụng công nghệ tin học vào các vấn đề liên quan về chuyên ngành là một điều cấp thiết, và vì thế em đã mạnh dạng tìm hiểu phần mềm Automation Studio 5.0, dùng tính toán, thiết kế mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực cho máy công trình nói chung và máy khoan ECM660 – III nói riêng.Từ đó khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của những thông số điều khiển, những điều kiện liên quan, khả năng vận hành đến chất lượng làm việc của hệ thống này. Đối tượng được chọn khảo sát là hệ thống truyền động thuỷ lực trên máy khoan ECM660 – III. Vì thời gian làm đồ án tốt nghiệp có hạn cho nên đề tài chỉ mới dừng lại ở việc thiết kế sơ đồ hệ thống thuỷ lực liên quan và mô phỏng các quá trình điều khiển ở các chế độ làm việc khác nhau. Ngoài ra thông qua các đồ thị đặc tính và hình mô phỏng ta đánh giá được quá trình làm việc của máy một cách nhanh chóng, sát với thực tế và trực quan nhất. Với đề tài này emcó thể tiếp tục phát triển để áp dụng cho tất cả các máy công nghiệp hiện nay để đem lại công việc hiệu quả nhất. 1.2. Hệ thống truyền động thuỷ lực trên máy công trình. 1.2.1. Các hệ thống truyền động trên máy công trình. Hệ thống truyền động bao gồm nhiều bộ phận kết hợp lại để có thể truyền công suất, chuyển động từ động cơ hay các nguồn năng lượng khác đến các bộ phận công tác. Trong ngành động lực nói chung, trên ôtô và máy công trình nói riêng các hệ thống truyền động có thể sử dụng như: Truyền động cơ khí, truyền động điện - điện tử, truyền động thuỷ lực, truyền động khí nén hoặc truyền động kết hợp,…Tuy nhiên với đề tài này chúng ta có thể tìm hiểu kỹ hơn về hai truyền động cơ khí, thuỷ lực. 1.2.1.1. Truyền động cơ khí. Truyền động cơ khí là phương pháp truyền động quen thuộc và đã có một thời gian dài được coi là hình thức truyền động quan trọng nhất. Hình thức truyền động này được sử dụng để mang, tạo và truyền năng lượng chủ yếu dựa vào trục, bánh răng, xích hay dây đai. Nhờ đó người ta có thể phân loại truyền động cơ khí bao gồm các loại như: Truyền động bánh răng, truyền động xích, truyền động bánh vít... 1.2.1.2. Truyền động thuỷ lực. Trên các loại máy công trình nói chung, truyền động thuỷ lực là phương pháp truyền động được sử dụng phổ biến đem lại hiệu quả kinh tế khá cao. Đặc biệt nó là một phần không thể thiếu trong quá trình điều khiển và vận hành quá trình hoạt động sản xuất hiện nay trong quá trình công nghiệp hoá. Theo nguyên lý làm việc của hệ thống truyền động thuỷ lực người ta có thể chia ra: Truyền động thuỷ động và truyền dộng thuỷ tĩnh (hay còn gọi là truyền động thể tích). a) Truyền động thuỷ động. Truyền động thuỷ động ra đời từ đầu thế kỷ thứ 20, xuất phát từ việc tìm phương pháp truyền động công suất lớn với vận tốc cao. Trong vài năm gần đây việc ứng dụng vào các ngành giao thông vận tải, chế tạo máy vận chuyển (ôtô, máy kéo, máy công trình, máy chuyên dùng, tàu thuỷ,…) một cách rộng rãi. Trên thế giới hiện nay nói chung và Việt Nam nói riêng hệ thống truyền động thuỷ lực được dùng càng nhiều trong máy móc thiết bị và hệ thống điều khiển tự động dây chuyền sản xuất. Trong truyền động thuỷ động không có mối liên hệ cứng giữa các khâu chủ động và khâu bị động. Nên khi truyền năng lượng tới khâu bị động (trục tuabin), động năng làm quay bánh công tác, trục bánh công tác quay được nhờ nhận trực tiếp chuyển động quay từ trục động cơ hoặc cơ cấu tạo năng lượng khác. b) Truyền động thể tích. Khác với truyền động thuỷ động, truyền động thuỷ lực thể tích chủ yếu dựa vào tính chất không nén được của chất lỏng để truyền được áp năng nhờ đó có thể truyền được xa mà ít tổn thất năng lượng. Để tạo áp năng lớn, nâng cao công suất truyền trong truyền động thể tích người ta dùng: Bơm (nguồn năng lượng), động cơ thuỷ lực, bộ phận biến đổi và điều chỉnh. Với truyền động này ta có thể tạo nhiều dạng chuyển động của bộ phận chấp hành với các quy luật tuỳ ý (chuyển động quay, chuyển động tịnh tiến…). Hệ thống truyền động thuỷ tĩnh trên máy khoan có thể xây dựng theo sơ đồ sau: Hình 1-1 Sơ đồ cơ bản của hệ thống truyền động thuỷ tĩnh. * Máy lai: Cung cấp cơ năng để bơm thuỷ lực làm việc, được trích công suất từ động diezen. * Bơm thuỷ lực: Tạo ra dòng dầu thuỷ lực có áp suất và lưu lượng theo yêu cầu. Điều khiển bơm có thể bằng tay (theo ý của người lái và không phụ thuộc vào tải trọng ngoài) hoặc có thể điều khiển tự động. Trong các máy khoan hiện đại thường sử dụng bơm kép hoặc bơm ba. Lưu lượng chất lỏng công tác truyền từ bơm thuỷ lực đến động cơ hoặc xi lanh thuỷ lực được điều chỉnh tự động, sự điều chỉnh tự động này đảm bảo công suất luôn ổn định không phụ thuộc vào tải trọng bên ngoài. * Van phân phối: Có chức năng phân chia dầu cao áp từ bơm đến các bộ máy khác nhau và đưa dầu thấp áp về thùng chứa. Van phân phối được chia thành ba nhóm chính: nhóm van trượt, nhóm van thường và nhóm van nâng. Trong các loại van trượt người ta điều khiển dòng dầu bằng cách trực tiếp làm cho van chuyển động tịnh tiến. Trong van thường, việc điều khiển dòng chất lỏng được thực hiện bằng cách mở và đóng các vạn chuyên dùng. Trong van nâng, dòng chất lỏng được điều khiển bằng cách quay bộ phận phân phối của thiết bị van. Trong máy khoan đá ECM660 - III người ta thường sử dụng van phân phối thuỷ lực kiểu van trượt, loại van này gồm có loại nhiều buồng và loại liền khối. Van phân phối thuỷ lực nhiều buồng là loại được cấu tạo từ một số buồng và kết cấu các buồng có thể khác nhau. Việc sử dụng các van phân phối nhiều buồng có kết cấu khác nhau tạo ra sự thuận tiện trong thao tác, các buồng bị mòn có thể thay thế và sửa chữa. Nhược điểm của van phân phối loại này chính là kích thước và khối lượng lớn, phải có mặt làm kín ở trên mỗi buồng. Trong hệ thống thuỷ lực có áp lực càng cao thì bề mặt làm kín này càng đòi hỏi chất lượng cao. Van phân phối loại liền khối có kích thước nhỏ hơn nhiều so với loại nhiều buồng. * Động cơ hoặc xilanh thuỷ lực: Nhận thuỷ năng của dòng dầu cao áp biến thành cơ năng cung cấp cho bộ công tác dưới dạng chuyển động quay hoặc chuyển động tịnh tiến. Ngoài ra trong hệ thống truyền động thuỷ lực còn có các bộ phận phụ trợ khác như: Van an toàn, van điều áp, van một chiều, van tiết lưu, bộ lọc dầu, các đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất dầu để đảm bảo an toàn, duy trì hoạt động ổn định của hệ thống. Trong truyền động thuỷ tĩnh năng lượng được dùng dưới hình thức dầu có áp suất cao và chuyển động với vận tốc nhỏ. Cấu trúc mạch thuỷ lực trong hệ truyền động thuỷ lực được cấu tạo theo hai sơ đồ mạch hở hoặc mạch kín. Trong sơ đồ mạch hở, dầu công tác sau khi làm việc được đưa về thùng chứa mà không quay về bơm; còn đối với mạch kín thì được chuyển về ống hút của bơm. 1.2.2. Ưu nhược điểm của truyền động thuỷ lực trên máy công trình. Trên các máy công trình hiện nay, truyền động thuỷ lực là một phần không thể thiếu trong hệ thống truyền động. Nó phát triển nhanh và đang thay thế dần vào các máy chuyên dùng nói chung cũng như máy xây dựng nói riêng. 1.2.2.1. Ưu điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực. + Dể thực hiện điều chỉnh vô cấp vận tốc trong phạm vi rộng và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của các bộ phận công tác ngay cả khi máy đang làm việc. + Truyền động công suất lớn. + Dể đảo chiều chuyển động của bộ công tác và dễ dàng thay đổi được quy luật chuyển động: Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại + Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi tải trọng bên ngoài + Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công suất của truyền động nhỏ. + Tự bôi trơn tốt. + Truyền động êm, không có tiếng ồn. + Độ nhạy, chính xác cao khi điều chỉnh, tính ổn định cao trong chuyển động của bộ công tác, điều khiển nhẹ nhàng và làm việc an toàn. + Dễ tiêu chuẩn hoá, thống nhất hoá các phần tử cấu thành của hệ truyền động, do đó có thể tổ chức sản suất hàng loạt. 1.2.2.2. Nhược điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực. + Yêu cầu cao về độ chính xác khi chế tạo, lắp ghép các chi tiết nên giá thành đắt. + Nhiệt độ môi trường bên ngoài ảnh hưởng đến các thông số của hệ thống truyền động thuỷ lực rất cao. + Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng làm việc dễ bị rò rỉ hoặc không khí dễ lọt vào, làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của truyền động. + Vận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tượng va đập thuỷ lực, tổn thất cột áp, tổn thất công suất lớn và xâm thực. + Yêu cầu chất lỏng làm việc tương đối phức tạp, độ nhớt phải thích hợp ít thay đổi khi nhiệt độ và áp suất thay đổi. Truyền động thuỷ lực có nhiều ưu điểm nên ngày càng được sử dụng rộng rãi trên các máy công trình hiện nay. Để khắc phục một số nhược điểm của truyền động thuỷ lực nêu trên cách dùng hệ thống truyền động thuỷ lực thường bố trí loại kết hợp như truyền động thuỷ - cơ, điện- thuỷ- cơ, thuỷ- khí- cơ…. Từ đó hiệu quả kinh tế cao hơn nhiều. * Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc vào nhau. * Có khả năng đề phòng quá tải. * Dễ theo dõi và quan sát, kể cả hệ phức tạp, nhiều mạch. 2. Khảo sát hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 – III. 2.1. Giới thiệu chung về máy khoan ECM660 – III. Máy khoan ECM660 – III là máy khoan đá do hãng Ingersoll - Rand của Mỹ sản xuất vào năm 2006 sau khi được chuyển quyền từ hãng Caterpillar của Mỹ trước kia. Nó là một trong những loại máy chuyên dùng để khoan đá trong các loại máy công trình hay máy xây dựng có khả năng tự hành. Nhờ vào hệ thống truyền động thuỷ lực và khả năng điều khiển tự động của một số thiết bị công tác mà máy này có nhiều ưu điểm so với các máy khoan lộ thiên khác (Roc 442PC, Roc 452PC, Roc 642HP…) trong cùng một hãng sản xuất. 2.1.1. Cấu tạo của máy khoan ECM660 – III.
Hình 2-1 Sơ đồ kết cấu tổng thể của máy khoan ECM660 – III. 1-Bộ truyền xích dẫn động búa khoan; 2-Giá cố định ống dẫn thuỷ lực; 3-Bánh xích di chuyển; 4-Cơ cấu cân bằng máy; 5-Chụp hút bụi; 6-Bộ phận định vị cần khoan; 7-Cánh tay robot lấy cần khoan; 8-Bộ phận thay đổi cần khoan tự động; 9-Cơ cấu thay đổi vị trí cần khoan; 10- Môtơ dẫn động búa khoan; 11-Bộ phận định vị dầm khoan; 12-Bộ phận tạo áp suất đập của búa khoan; 13-Búa khoan; 14-Bộ lọc bụi; 15- Đầu gắn với cần khoan; 16-Thanh dẫn hướng trên dầm khoan; 17-Môtơ làm thay đổi vị trí cần khoan; 18- Cần nâng; 19-Xilanh cần nâng; 20-Cửa ra vào cabin; 21-Buồng điều khiển; 22-Bộ phận bảo vệ thiết bị; 23-Bộ giảm âm; 24-Bộ phận giữ dầm khoan; 25-Thang quan sát; 26-Đối trọng; 27-Bộ xử lý bụi; 28-Thùng nhiên liệu; 29-Bộ phận làm mát; 30- Nắp đậy có lỗ thông. Máy khoan ECM660 – III là máy khoan đá lộ thiên có khả năng tự hành, được truyền động nhờ vào hệ thống truyền động thuỷ lực kết hợp. Nó được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng cở lớn như; khoan đá khối ở các đỉnh núi cao, khai thác mỏ, xây dựng thuỷ lợi - thuỷ điện, …Máy khoan ECM 660 - III có đặc điểm; thiết bị công tác chính của máy là dầm khoan, cần khoan, và cần nâng. Khả năng khoan của nó có thể được trang bị theo các dạng cần khoan có các đường kính khác nhau và khả năng điều khiển lắp cần một cách tự động. Hơn nữa cũng tuỳ theo độ cứng của đất đá mà có các cách điều chỉnh tương ứng cho các lực trong quá trình khoan và khai thác đá. Hiện nay, các loại máy khoan ngày được thay đổi. Nó được chuyển dần từ quá trình điều khiển bằng tay qua điều khiển tự động nhờ vào khả năng kết hợp nhiều hệ thống truyền động trong quá trình làm việc của nó. Máy khoan ECM660 - III được vận hành được theo người lái, người lái phải tiến hành điều khiển các van trượt di chuyển. Quá trình đó có thể được thực hiện bằng: tay, nam châm điện, thuỷ lực,.v.v…thông qua các cần hay nút điều khiển. Máy có thiết bị di chuyển loại bánh xích. Việc truyền động từ động cơ DIESEL, 4 kỳ, động cơ được làm mát bằng nước. Nên loại máy này có tính linh động cao, di chuyển tuỳ theo từng địa hình làm việc. Trong quá trình di động, máy có khả năng đạt tốc độ tối đa 3 km/h. 2.1.2. Các thông số kỹ thuật của máy khoan ECM660-III. Bảng 2-1 Các thông số kỹ thuật của máy khoan ECM660 -III 1. Trọng lượng tổng cộng  : 13000 [kg]   2. Kích thước tổng thể.      + Chiều dài toàn bộ  : 9980 [mm]   + Chiều rộng toàn bộ  : 2630 [mm]   + Chiều cao toàn bộ  : 3330 [mm]   + Chiều rộng bánh xích  : 330 [mm]   3. Động cơ và công suất của máy.      + Loại động cơ  : CUMMINS   + Model  : 6CTAA8.3   + Công suất cực đại  : 194 [kW]   + Số vòng quay ứng với công suất cực đại  : 2200 [vòng/ phút].   4. Tốc độ duy chuyển lớn nhất  : 3,4 [Km/h]   5. Khả năng leo dốc  : 30o   6. Áp suất khí lớn nhất  : 0,95 [Mpa]   7. Các điểm đặc trưng của búa khoan      + Loại búa khoan  : MONTABERT   + Model  : HC160   + Năng lượng va đập lớn nhất  : 600 [J]   + Mô men quay lớn nhất  : 1225 [N.m]   + Tốc độ quay lớn nhất  : 130 [v/ph]   + Áp lực lên đá  : 155,93 [N/m2]   8. Đặc điểm bộ phận dẫn hướng của dầm khoan.      + Chiều dài toàn bộ dầm khoan  : 7660 [mm]   + Chiều dài bộ phận cung cấp cần khoan  : 4250 [mm]   + Góc quay lớn nhất của dầm khoan phải/trái  : 20o/40o   + Lực dẫn tiến cho cần khoan  : 19,6 [kN]   + Chiều dài phần dẫn hướng dũi thêm ra  : 1500 [mm]   + Góc dở lớn nhất của phần dẫn hướng  : 135o   + Tốc độ nhanh nhất khi dẫn tiến  : 40 [m/phút]   + Tốc độ chậm nhất khi dẫn tiến  : 10 [m/phút]   9. Bộ phận lắp búa khoan vào cần khoan.      + Chiều dài toàn bộ  : 2760 [mm]   + Phần duy chuyển dũi thêm ra  : 800 [mm]   10. Bộ phận xử lý bụi.      + Model  : SDC – 100A   + Áp suất chân không  : 7845 [Pa]   + Diện tích vùng lọc  : 23 [m2 ]   + Lưu lượng của quạt hút bụi  : 28 [m3/phút]   11. Thể tích thùng chứa dầu.      + Dầu nhiên liệu  : 400 [L]   + Dầu thuỷ lực  : 200 [L]   12. Cần khoan.      + Chiều dài lớn nhất  : 3660 [mm]   + Đường kính  : 76 ÷114 [mm]   + Số cần khoan lắp vào  : 6 [Thanh].   2.1.3. Đặc điểm và công dụng của máy khoan ECM660 -III. Với những ưu điểm máy khoan có khả năng điều khiển tự động trong quá trình làm việc, kết cấu gọn nhẹ, cải thiện sức lao động cho người dùng từ đó nâng cao được năng suất và tiến độ làm việc của máy, tiết kiệm nhiên liệu đem lại hiệu suất cao, giảm thời gian chăm sóc bảo dưỡng, cho phép nâng cao hệ số sử dụng của máy. Máy khoan được điều khiển bằng hệ thống truyền động thuỷ lực. Nhờ thế khả năng làm việc của máy được ứng dụng trên các công trình khai thác đất đá, hầm mỏ, khai thác khoáng sản…Ở đây ta khảo sát quá trình điều khiển bằng hệ thống truyền động thuỷ lực của nó để thấy được công dụng đối với các ngành công nghiệp nói chung và ngành khai thác nói riêng trong máy công trình hiện nay. Hệ thống điều khiển thiết bị dẫn động thuỷ lực của máy khoan dùng để thay đổi hướng chuyển động và điều chỉnh tốc độ của khâu đi ra (các dầm khoan, cần khoan) trong các động cơ thuỷ lực, cũng như để đảm bảo cho kết cấu của máy khoan không bị quá tải. Thực hiện việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi lượng tiêu thụ chất lỏng đưa vào động cơ thuỷ lực. Các thành phần chính của hệ thống điều khiển là cơ cấu điều chỉnh (van các kiểu, bộ phân phối thuỷ lực, van tiết lưu .v.v..) cũng như các cơ cấu khớp, đòn và hệ thống khác mà nhờ chúng người điều khiển có thể điều khiển quá làm việc một cách tự động từ các cơ cấu điều chỉnh. Để điều chỉnh công việc của thiết bị dẫn động thuỷ lực trong máy khoan, người ta sử dụng trực tiếp các cơ cấu điều khiển: Áp lực trong ống dẫn và hệ thống thiết bị dẫn động thuỷ lực; hướng chuyển động của dòng chất lỏng công tác, trong đó bao gồm cả việc phân phối dòng này vào các động cơ thuỷ lực; lượng cung cấp (lưu lượng) chất lỏng công tác tới các động cơ thuỷ lực. 2.1.4. Các bộ phận công tác của máy khoan ECM660 – III. Thiết bị công tác của máy khoan ECM660 – III, là những bộ phận làm việc cần thiết của máy khoan nó bao gồm: Cần nâng, dầm khoan, búa khoan, phần dẫn hướng, các môtơ, bộ phận thay đổi cần khoan tự động, …Ngoài các cơ cấu như di chuyển, lái, phanh dẫn động thuỷ lực được bố trí bên trong, còn có bộ phận của thiết bị công tác đặt sau cabin như; bộ xử lý bụi, bộ giảm âm,… 2.1.4.1. Cần nâng. Cần nâng của máy khoan kết cấu dưới dạng hình hộp, cần này được nối trực tiếp qua khớp nối (7) với sườn máy khoan. Độ rộng của cần đủ lớn để đảm bảo được độ ổn định ngang khi ở trạng thái gây ra lực và mômen lớn. Cần được nâng lên và hạ xuống ngoài xilanh thuỷ lực ra còn có bộ phận xoay của cả thân máy khoan (thông qua trục xoay chính giữa của máy). Cấu tạo của cần nâng được thể hiện trên hình 2-2:
Hình 2-2 Sơ đồ cấu tạo cần nâng của thiết bị công tác máy khoan ECM660 - III 1-Phần trung gian liên kết cần nâng và xilanh dầm khoan; 2-Khớp nối; 3-Thân cần khoan; 4-Tai liên kết với xilanh thuỷ lực; 5- Xilanh gập dũi cần nâng; 6- Khớp liên kết xilanh với thân cần nâng; 7- Khoá liên kết với thân máy. Trong các thiết bị công tác của máy khoan thì cần nâng đóng vai trò rất quan trọng, nó có thể nâng lên hạ xuống, kéo dài hay thu ngắn giúp cho các cơ cấu thừa hành khác thực hiện các chức năng riêng của mình. 2.1.4.2.Dầm khoan.
Hình 2-3 Sơ đồ cấu tạo của dầm khoan máy khoan ECM660 – III. 1-Chụp hút bụi; 2-Phần định vị mũi khoan; 3-Cơ cấu thay đổi cần khoan tự động; 4-Xilanh thuỷ lực kéo dài dầm khoan; 5-Bộ phận giữ cần khoan; 6-Bộ lấy cần khoan; 7-Khớp liên kết dầm với cơ cấu thay đổi cần khoan; 8-Mô tơ hút bụi; 9-Búa khoan; 10-Bộ phận tạo áp suất đập búa khoan; 11- Môtơ quay búa khoan. Trên máy khoan đá ECM660 – III dẫn động thuỷ lực, dầm khoan là một bộ phận công tác chính, nó có vai trò không nhỏ. Trên dầm khoan được gắn rất nhiều bộ phận ngoài các bộ phận trên hình 2-3 còn có các bộ phận như: Bộ phận cố định ống dẫn, phần dẫn hướng, phần định vị, các đường ống bôi trơn,.. Dầm khoan của máy được dẫn động từ các thiết bị công tác của hệ thống truyền động thuỷ lực chính, sau khi qua các bộ phận tạo năng lượng truyền cơ năng cho các thiết bị công tác trong dầm khoan hoạt động. Dầm khoan truyền động thuỷ lực có những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao, bảo đảm an toàn trong quá trình làm việc, sử dụng đơn giản. Đồng thời tăng năng suất lao động, cải thiện điều kiện lao động của người sử dụng (nhờ khả năng tự hành của máy). Sau đây là một số bộ phận chính liên kết với dầm khoan. 2.1.4.3. Búa khoan. Hình 2-4 Sơ đồ cấu tạo chung của búa khoan. 1-Đầu liên kết với cần khoan để truyền lực; 2-Bộ phận gây áp lực đập; 3-Bộ phận tạo mômen quay; 4- Các khối van điều khiển búa khoan. Trong quá trình làm việc nó vừa tạo mômen để quay cần khoan, vừa tạo lực đập để cần khoan tạo lỗ khi bắt đầu tiếp xúc với đá. Mô tơ gắn trên búa khoan được dẫn động bằng thuỷ lực tạo ra lực đập và mô men xoắn cho búa khoan sau đó truyền đến cần khoan. 2.1.4.4. Phần dẫn hướng mũi khoan. Hình 2-5 Sơ đồ cấu tạo của bộ phận dẫn hướng trên dầm khoan 1-Phần cố định cần khoan phía dưới; 2-Cần khoan; 3-Bộ phận cố định ống dẫn; 4-Lỗ bôi trơn cần khoan; 5-Phần cố định cần khoan phía trên. Phần dẫn hướng này có dạng đường thẳng, nó được kết cấu bởi một dầm có hai rây, đầu phần dẫn hướng có bạc lót và bộ phận làm sạch mũi khoan trước khi chạm đá.. 2.1.4.5. Cơ cấu thay đổi mũi khoan tự động. Hình 2-6 Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu thay đổi cần khoan tự động. 1-Đầu gắn búa khoan; 2-Cánh tay robot; 3-Cần khoan sau khi lắp vào dầm khoan; 4-Cơ cấu truyền lực cho cánh tay robot lấy cần khoan; 5-Bộ phân định vị mũi khoan; 6-Bộ phận định vị cần khoan; 7-Cơ cấu giữ cần khoan. Trên cơ cấu này khi máy khoan được điều khiển dưới dạng làm việc tự động thì các cần khoan được gắn vào một cách tự động tuỳ theo độ sâu và lực cần thiết khi khoan. Với sáu cần khoan tương ứng (mỗi cần khoan có chiều dài 3660 mm và đường kính phụ thuộc vào độ cứng của đá có thể chọn 5XR). Với máy khoan ECM660 - III ta khảo sát ngoài các cơ cấu trên còn có nhiều bộ phận khác như: Phần tra cần khoan, phần bôi trơn cần khoan, phần trả cần khoan tự động về vị trí giữ cần, phần quay tự động,… 2.1.5. Hệ thống di chuyển máy khoan ECM 660 – III. Hệ thống di chuyển dùng để di chuyển máy trong quá trình làm việc, đồng thời truyền áp suất và tải trọng ngoài lên nền. Các máy khoan hiện nay thường được trang bị bộ di chuyển bánh xích hoặc bánh lốp. Đối với máy khoan khảo sát bộ phận di chuyển bằng bánh xích. Hệ thống di chuyển bánh xích được sử dụng rộng rãi trên các máy khoan, đặc biệt là các máy chuyên dùng thi công trên nền đất yếu. Bánh xích gồm có các phần tử cấu tạo chính sau: Bánh sau chủ động lấy công suất từ động cơ truyền đến, bánh dẫn hướng, các con lăn tỳ, hai hoặc nhiều con lăn đỡ, vòng xích, dầm tựa. Việc sử dụng dẫn động thuỷ lực cho phép sử dụng dẫn động riêng biệt từng bánh xích từ một động cơ thuỷ lực độc lập và kết cấu của khung di chuyển giữa rất đơn giản so với máy khoan có dẫn động cơ khí. Sự đơn giản hoá kết cấu được xác định bằng việc không sử dụng xích động của truyền động bánh răng và truyền động xích mà sử dụng các ly hợp vấu, ly hợp ma sát điều khiển được và cá